Tại cơ quan điều tra, Thanh khai nhận: Khoảng 19h ngày 1/3, Thanh đi xe máy đến phòng trọ số 6, tầng 2 của gia đình ông Thức ở Hậu Dưỡng (Kim Chung, Đông Anh) để tìm bạn nhưng không gặp.
Sau đó, Thanh đã gặp chị L. đang trọ ở đây, chủ động làm quen rồi rủ chị L. đi uống nước. Thanh đã đưa chị L. đến quán cafe Hương Xưa thuộc xã Tráng Việt, rồi đưa chị L. đến khu vực Đền thờ Hai Bà Trưng thuộc xã Mê Linh với mục đích quan hệ tình dục, song chị L. không đồng ý và đòi về.
Thanh tiếp tục đưa chị L. lên đê sông Hồng, chở chị L. vào vườn bưởi cách đê sông Hồng 300 mét và thực hiện hành vi đồi bại…